淺析BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

包 晗

上海工程勘察設(shè)計(jì)有限公司 上海 200042

隨著人們生活水平的提升，對道路建設(shè)也擁有了更高的要求，而BIM技術(shù)的運(yùn)用，不僅能夠保障工程質(zhì)量，還能夠提升設(shè)計(jì)工作效率[1]。因此為了加強(qiáng)市政道路設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量，市政道路建設(shè)部門應(yīng)該積極研發(fā)并使用BIM技術(shù)，將其充分應(yīng)用到市政道路設(shè)計(jì)工作之中。想要有效的應(yīng)用BIM技術(shù)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要深度了解BIM技術(shù)的相關(guān)功能，能夠靈活使用BIM技術(shù)，讓BIM技術(shù)能夠成為市政道路設(shè)計(jì)工作的保障與基礎(chǔ)，進(jìn)一步推動市政道路建設(shè)的良性發(fā)展。

1 市政道路設(shè)施計(jì)中BIM技術(shù)的優(yōu)勢

BIM技術(shù)擁有可視性、協(xié)調(diào)性以及模擬性等特點(diǎn)，所以市政道路設(shè)計(jì)過程中使用BIM技術(shù)，其優(yōu)勢也是非常直觀的。BIM技術(shù)能夠讓市政道路設(shè)計(jì)直觀化、可視化。傳統(tǒng)的市政道路都是在二維平面上進(jìn)行工程整體設(shè)計(jì)的，對于市政道路的立體把控不到位，市政道路設(shè)施中存在哪些問題也不能及時地觀察到，這種情況不僅影響工程施工效率，也無法對工程整體質(zhì)量作出保障。但是，在應(yīng)用BIM技術(shù)時，就不會出現(xiàn)這種情況，BIM技術(shù)可以把設(shè)計(jì)方案放到三維平面去觀察，三維立體圖形能夠讓設(shè)計(jì)人員更加及時地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的缺陷以及不足也方便了設(shè)計(jì)人員針對問題采取改進(jìn)手段，保障了道路建設(shè)的整體質(zhì)量問題，同時也減少了道路的投入成本，對于道路的整體修建有著重要作用[2]。BIM技術(shù)為道路設(shè)計(jì)提供了新思路，使得道路設(shè)計(jì)直觀地展現(xiàn)在人們眼前。BIM技術(shù)摒棄傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)，取而代之的是立體設(shè)計(jì)，不僅能夠讓設(shè)計(jì)立體化，還能夠創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維。此外，道路設(shè)計(jì)的全過程都能通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化，加強(qiáng)部位設(shè)計(jì)之間的互動聯(lián)系，并且通過信息反饋的手段，能夠?qū)⒌缆吩O(shè)計(jì)中的不足直觀展現(xiàn)出來。BIM技術(shù)還能夠使道路設(shè)計(jì)的相關(guān)資料進(jìn)行優(yōu)化以及整合。BIM 除了可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的三維視圖以外，還具有設(shè)計(jì)資料整合的作用[3]。BIM有著先進(jìn)的數(shù)字信息化處理系統(tǒng)，可以把設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)中存在的不良因素以及設(shè)計(jì)資料等進(jìn)行整合處理，這可以讓市政道路設(shè)計(jì)人員與施工管理人員更清晰地了解到整個市政道路的設(shè)計(jì)，并且也有利于設(shè)計(jì)人員對部分市政道路進(jìn)行整改，對于市政道路設(shè)計(jì)尺寸也有了更精準(zhǔn)的把控，同時也提高了建筑施工前期準(zhǔn)備工作的質(zhì)量，促進(jìn)了市政道路施工的有效開展。整合設(shè)計(jì)的所有資料也有利于提高對市政道路建設(shè)重點(diǎn)、難點(diǎn)的把控力度，加快市政道路的施工進(jìn)程。BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)。BIM技術(shù)不但能實(shí)現(xiàn)市政道路設(shè)計(jì)立體化、整合設(shè)計(jì)資源，還可以模擬市政道路施工的過程。市政道路工程項(xiàng)目的施工，通常由設(shè)計(jì)單位、施工單位雙方進(jìn)行施工協(xié)調(diào)。但由于單位之間意見相左，就會出現(xiàn)針對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改與調(diào)整，從而導(dǎo)致市政道路工程建設(shè)工期延遲，而BIM技術(shù)能夠很好地解決以上問題。我設(shè)計(jì)單位以及施工單位能夠通過BIM技術(shù)，進(jìn)行市政道路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)方面的協(xié)調(diào)，對市政道路工程各個階段以及各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有效溝通以及協(xié)商，從而保障市政道路設(shè)計(jì)的時效性，以確保市政道路工程建設(shè)能夠如期完成，按時竣工。BIM技術(shù)具有模擬性特點(diǎn)，仿真模擬系統(tǒng)能夠?qū)κ姓缆纺Ｐ瓦M(jìn)行全方位展示，設(shè)計(jì)人員要介入信息設(shè)備以及專業(yè)系統(tǒng)，將市政道路設(shè)計(jì)中的相關(guān)建設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳整理，在建模過程中，找出設(shè)計(jì)方案的缺陷以及不足，并加以修改完善，優(yōu)化市政道路設(shè)計(jì)的施工方案[4]。另外，BIM技術(shù)還能夠?qū)Φ缆氛w載重能力以及使用年限，進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，最大限度保障市政道路工程項(xiàng)目的建設(shè)能夠高效進(jìn)行。在道路設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師能夠運(yùn)用BIM技術(shù)將道路進(jìn)行3D建模，并生成建模圖紙，方便設(shè)計(jì)師對于市政道路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)進(jìn)行觀察，在縮短設(shè)計(jì)周期的同時，最大程度提升設(shè)計(jì)工作整體效率。BIM技術(shù)還能夠直觀展現(xiàn)施工材料以及工程成本的相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠幫助施工企業(yè)進(jìn)行工程造價以及工程成本方面控制。

2 項(xiàng)目運(yùn)用BIM技術(shù)的實(shí)際設(shè)計(jì)過程

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部在2016年印發(fā)的建設(shè)行業(yè)信息化發(fā)展綱要通知中提出，全面提升各行業(yè)信息化水準(zhǔn)，重點(diǎn)增強(qiáng)BIM、智能化、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等信息集成技術(shù)的全方位應(yīng)用。自此，我國市政道路建設(shè)也步入了BIM技術(shù)的全面應(yīng)用時代。BIM技術(shù)為市政道路建設(shè)以及管理，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)能力支持，使得整個市政道路建設(shè)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工流程，均受到巨大沖擊。我BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，在市政道路設(shè)計(jì)與施工中均有體現(xiàn)。市政道路設(shè)計(jì)過程中，對于地形圖的處理一直以來都是重點(diǎn)環(huán)節(jié)。通常情況下，勘測單位需要設(shè)計(jì)二維圖以及三維立體圖。二維圖高程一般為0，并將數(shù)字標(biāo)記在周圍，來計(jì)算道路的整體實(shí)際高度。三位圖需要的是道路的實(shí)際情況，將實(shí)際高度用Z表示，使用查看器進(jìn)行整體頁面的觀察，從而完善以及修改設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。市政道路設(shè)計(jì)本身流程較為復(fù)雜，其中涉及的專業(yè)性也比較強(qiáng)，與道路相關(guān)的信息與數(shù)據(jù)都比較多，對于整體設(shè)計(jì)就需要有整體建模，以便于觀察設(shè)計(jì)中的具體細(xì)節(jié)。設(shè)計(jì)師應(yīng)使用不同顏色表示地形的起伏，將道路相關(guān)參數(shù)變?yōu)槿庋劭梢姷哪Ｐ?，更加直觀地對市政道路所地形進(jìn)行分析，為市政道路設(shè)計(jì)方案提供可行性保證。對于道路的縱斷面以及橫斷面的設(shè)計(jì)，應(yīng)先有地面文件，對坡線進(jìn)行整理與調(diào)整，要求具體布置位置以及角度應(yīng)與設(shè)計(jì)相符。BIM技術(shù)的運(yùn)用能夠建立三角曲面，促成地面文件的形成。此外，BIM技術(shù)對于道路縱、橫斷面也有著重要影響，主要變現(xiàn)為組件的安裝。為了對市政道路設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)深層次的分析，本文對某一具體的市政道路工程項(xiàng)目，具體了解BIM技術(shù)的實(shí)際用途。若此工程是一條市政道路，道路總長2821.004m，道路等級為主干路，以確保工程的順利進(jìn)行。首先，設(shè)計(jì)師應(yīng)進(jìn)行初步的建模，設(shè)計(jì)了道路外觀以及實(shí)際交通規(guī)劃，最終擁有3D立體效果，最終實(shí)現(xiàn)可視化的道路設(shè)計(jì)展示，以方便建筑單位對道路進(jìn)行觀察，并且與設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)方面溝通。BIM技術(shù)能夠?qū)Φ缆非闆r進(jìn)行簡單說明，對每一階段道路處理以及建設(shè)情況都能夠通過剖面形式，進(jìn)行合理表達(dá)。除此之外，在進(jìn)行市政道路設(shè)計(jì)過程中合理運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠有效提升設(shè)計(jì)工作整體效率，并對道路設(shè)計(jì)的整體精確度作出相應(yīng)保證，減少由于設(shè)計(jì)問題所導(dǎo)致的施工問題，為順利施工提供支持。BIM技術(shù)能夠在有效提升繪圖效率的同時，保障繪制質(zhì)量，以確保實(shí)際使用過程中能夠滿足人們出行需求，極大程度上提升了市政道路建設(shè)的整體安全性以及可靠性BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，為我國市政道路建設(shè)開辟出了一條現(xiàn)代化道路。當(dāng)前城市化進(jìn)程整體的不斷加快，市政道路設(shè)計(jì)也應(yīng)更加細(xì)化，而BIM技術(shù)的高效運(yùn)用，不僅能夠有效提升市政道路設(shè)計(jì)的精確性，還能夠使得市政道路設(shè)計(jì)更加科學(xué)。BIM技術(shù)對于市政道路建設(shè)有著重要的推動作用，以及不可忽視的積極影響。

3 BIM技術(shù)在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

市政道路設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)復(fù)雜，并且涉及的數(shù)據(jù)信息非常龐大，將BIM技術(shù)科學(xué)運(yùn)用于設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠更好地保障市政道路設(shè)計(jì)的可行性。首先是強(qiáng)化市政道路設(shè)施設(shè)計(jì)圖的模型構(gòu)建，在市政道路設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)圖紙與建筑模型是最重要的。設(shè)計(jì)圖紙可以清楚的標(biāo)明道路項(xiàng)目的所有尺寸、規(guī)格大小，對于建筑施工有著決定性的作用。在使用BIM技術(shù)把設(shè)計(jì)圖紙模型化以后，設(shè)計(jì)師應(yīng)針對問題進(jìn)行分析，并根據(jù)問題產(chǎn)生原因，進(jìn)行設(shè)計(jì)上的改良以及完善，極大程度上節(jié)約了以往設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對比的時間，從而整體上提高了設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。市政道路設(shè)計(jì)人員也可以利用BIM技術(shù)把所有設(shè)計(jì)方案都模型化，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)過程中存在的問題明顯地表現(xiàn)出來，設(shè)計(jì)師能夠更直觀地進(jìn)行問題剖析，這更有利于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改。BIM技術(shù)保障了市政道路設(shè)計(jì)的安全性、可行性，對于建筑的后續(xù)施工有著至關(guān)重要的作用。道路設(shè)計(jì)人員也需要加強(qiáng)BIM技術(shù)方面的了解以及提升，實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)用BIM技術(shù)，為市政道路的設(shè)計(jì)階段提供便利的條件。制定精準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案。市政道路設(shè)計(jì)人員在制定設(shè)計(jì)方案過程中，也要充分利用BIM技術(shù)，學(xué)會利用公路模型來實(shí)現(xiàn)市政道路建設(shè)的成本把控。在市政道路設(shè)計(jì)階段需要計(jì)算建筑的整體投入成本，光靠原始的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行計(jì)算會加大工作量，因此，在這種情況下，就可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑的整體成本核算，加快設(shè)計(jì)工作效率。同時，利用BIM技術(shù)還可以對設(shè)計(jì)地成功與否做出精準(zhǔn)判斷。有利于施工團(tuán)隊(duì)針對工程實(shí)際情況制定精準(zhǔn)的施工方案，減少了施工過程中因問題使得工期延誤情況的發(fā)生，最大程度保障施工效率。有效地利用BIM技術(shù)可以提高市政道路設(shè)計(jì)階段的工作效率，精準(zhǔn)把控市政道路的整體成本投入，對施工前期的準(zhǔn)備工作具有顯著的效果。利用BIM技術(shù)檢測公路受力負(fù)荷，公路結(jié)構(gòu)的受力負(fù)荷在市政道路設(shè)施計(jì)中有著至關(guān)重要的作用。公路結(jié)構(gòu)的受力負(fù)荷影響著整個建筑的質(zhì)量問題，如果公路整體的受力負(fù)荷不合格，那么整個工程都存在著較嚴(yán)重的安全隱患，這會嚴(yán)重影響我國經(jīng)濟(jì)以及市政道路建設(shè)的有利發(fā)展。而利用BIM技術(shù)可以模擬道路結(jié)構(gòu)的受力負(fù)荷，可以讓市政道路設(shè)計(jì)人員直觀立體地觀察到道路結(jié)構(gòu)的受力負(fù)荷合不合格，即使存在問題，也可以及時進(jìn)行整改，提高公路的整體質(zhì)量。公路施工的環(huán)境都是復(fù)雜多變的，而且公路施工中存在著很多的施工工序，因此，就需要制定詳細(xì)的施工方案，保障施工工序能緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)施工連貫性。傳統(tǒng)的施工方案都存在或多或少的問題，導(dǎo)致在施工過程中也會出現(xiàn)各種問題。現(xiàn)今階段就可以利用BIM技術(shù)有效地解決這一問題。將BIM 技術(shù)與建筑施工地點(diǎn)的實(shí)際地理情況進(jìn)行結(jié)合，就可以對整個施工現(xiàn)場進(jìn)行全方位的分析，將施工現(xiàn)場的實(shí)際信息進(jìn)行錄入，構(gòu)建一個三維立體模型。通過模型反饋的信息，就可以對施工現(xiàn)場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境以及居民人口等多方面情況進(jìn)行整合處理，為后續(xù)制定的施工方案創(chuàng)建便利的條件。同時，有效地運(yùn)用BIM技術(shù)可以讓施工部門、建設(shè)部門等，也能運(yùn)用三維立體模型對公路施工中存在的問題做出有效的調(diào)整，也就有效地緩解了在公路施工中出現(xiàn)的各種問題。市政道路設(shè)施計(jì)中對BIM技術(shù)的有效運(yùn)用，不僅可以極大程度上優(yōu)化施工模式，讓施工變得更加順暢、輕松，還可以使施工的整體效果有技術(shù)保障，協(xié)助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行施工，提高工作的標(biāo)準(zhǔn)性，嚴(yán)格性。此外，BIM技術(shù)在施工成本中的作用也是非常明顯的，可以對施工中的各項(xiàng)成本進(jìn)行動態(tài)管理，精準(zhǔn)地控制在一定范圍之內(nèi)，詳細(xì)的計(jì)算出預(yù)制件的成本，既可以減少人力、物力資源的浪費(fèi)，又可以使整個工程的施工效果達(dá)到最優(yōu)。利用BIM技術(shù)，將平臺中的數(shù)據(jù)精確地分析出來，及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，可以第一時間找到解決措施。BIM技術(shù)的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在這些方面，在其他領(lǐng)域也發(fā)揮著巨大的作用?？傊谑姓缆肥┕r設(shè)計(jì)人員要充分利用BIM技術(shù)，BIM技術(shù)可以對預(yù)制件進(jìn)行模擬安裝，效果圖活靈活現(xiàn)地展現(xiàn)在面前，設(shè)計(jì)人員可以提前知道安裝的效果，如果顯現(xiàn)的效果不符合市政道路工程的要求，可以隨時進(jìn)行修改，通過BIM技術(shù)實(shí)時進(jìn)行測試，一旦施工時遇到問題，可以及時地采取措施進(jìn)行預(yù)防，可以使工程的平穩(wěn)運(yùn)行，對工程進(jìn)行管控，保證工程參數(shù)的精準(zhǔn)度，讓工程中的各項(xiàng)任務(wù)可以很快地完成，工作人員在熟練掌握這項(xiàng)技術(shù)后可以提高工程建筑的效率，保證工程的成本在可控范圍內(nèi)，節(jié)省成本支出，還能最大程度上保證市政道路工程的質(zhì)量。另外，在市政道路工程施工管理中對市政道路施工技術(shù)的使用，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)掌握裝配式施工的技術(shù)，該工作要求比較高，所需精準(zhǔn)度更高，在施工中要進(jìn)行規(guī)范化與科學(xué)化管理。設(shè)計(jì)人員因?yàn)樽陨淼哪芰Σ蛔?，對BIM技術(shù)，以及其他技術(shù)掌握得不夠熟練，會發(fā)生一些問題，導(dǎo)致工程建筑施工不能順利開展。所以在工程建筑施工中要加強(qiáng)對工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高工作人員的技術(shù)，讓工作人員對裝配式施工技術(shù)進(jìn)行全面的了解，便于日后的施工可以順利進(jìn)行。例如，在施工前設(shè)計(jì)人員要了解到預(yù)制件的材質(zhì)，預(yù)制件的結(jié)構(gòu)，在施工時才能夠保證施工的精準(zhǔn)度，BIM技術(shù)能夠在有效提升施工效率的同時，保障施工質(zhì)量，以確保實(shí)際使用過程中能夠滿足人們出行需求，極大程度上提升了市政道路建設(shè)的整體安全性以及可靠性。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)應(yīng)用得越來越廣泛，BIM技術(shù)能夠提高道路設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量以及工作效率，為道路工程的實(shí)際現(xiàn)場施工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，道路設(shè)計(jì)人員需要提升與BIM技術(shù)相關(guān)的專業(yè)知識，并將BIM技術(shù)積極用于道路整體設(shè)計(jì)中，使市政道路能夠滿足實(shí)際使用需求。此外，BIM技術(shù)有效地應(yīng)用與道路設(shè)計(jì)工作中，不僅可以把二維平面的設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)變成三維立體模型，讓設(shè)計(jì)人員能清晰地查看設(shè)計(jì)中存在的問題，還能模擬市政道路施工的全過程，精準(zhǔn)把控市政道路施工過程中出現(xiàn)的各類突發(fā)事件，有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量以及設(shè)計(jì)效率，為順利開展市政道路施工建立良好基礎(chǔ)，為我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃穩(wěn)定發(fā)展作出堅(jiān)實(shí)保障。